PLC：産業用IoT（IIoT）を実現するキーテクノロジー

複雑化する産業界において、テクノロジーはイネーブラー（実現基盤）です。データを新しい方法で収集・分析し、ビジネス運営に関するより良い意思決定を可能にします。産業用IoT（IIoT）がその好例です。

1世紀足らずで、第3次産業革命を通じて産業は変革を遂げました。最新の進展であるインダストリー4.0は、スマートファクトリーの概念を導入しました。今、テクノロジーが成熟し、そのビジョンをグローバル規模で実現する転換点に達しています。Control TechniquesのJamie Smithが、IIoTを現実のものとする要（かなめ）について考察します。

インダストリー2.0からの長い道のり

PLCが登場する以前、リレー、タイマー、電気ループコントローラがありました。プロセス制御システムは高度に分散し、工場にハードワイヤリングされていました。これらの監視は時間がかかり、技術者が一日中工場を歩き回る必要がありました。想像できる通り、故障特定は非常に困難でした。ダウンタイムが数百万ドルの損失に直結する高付加価値ビジネスにとって、これは深刻な問題でした。これが統合制御への需要を高め、エンジニアはリレー論理に代わる信頼性の高い代替手段を模索し始めました。そこからプログラマブルロジックコントローラ、すなわちPLCが誕生しました。

初期のPLCは大型で、サイズと環境要件のため、企業はセントラルコントロールルームに設置し、膨大なケーブルで現場機器と遠隔配線していました。追加コストがかかっても、PLCは大きなインパクトをもたらしました。故障特定が容易になり、ダウンタイムが減少し、スループットが向上し、安全性が改善されました。最終的にビジネスの収益性向上につながり、PLCはそれを実現しました。

産業用IoT（IIoT）の転換点

技術進歩により、PLCはサイズとコストを着実に縮小し、より過酷な環境で動作可能になりました。これにより制御レベルを高める新たな機会が生まれました。今では、世界中のあらゆる場所にある複数の工場のすべての機械を接続できます。それらの機械は、より小型のセントラルコントローラから個々のPLCへ供給されるマスタプログラムを実行できます。比較的単純なプロセスでは、デバイス搭載の小型PLCが、複雑で高価な電気機械式オプションを不要にします。

技術がより手頃になるにつれ、より多くの企業がIIoTの恩恵を受けられるようになります。例えば、特定の低コストACドライブにはオンボードPLCが追加コストなしで搭載されています。これはOEMにとって非常に魅力的です。

分散型PLCの主なメリット

1. 大型PLCは高価です。セントラルコントローラを廃止し、作業を小型PLCに分散させるという選択肢があります。オンボードPLC搭載ACドライブを使用すれば、さらなるコスト削減が可能です。

2. システムのアップグレードや変更時、追加コーディングが必要になることがあります。集中制御システムでは生産ライン全体を停止しなければならない場合があります。一方、ローカルコントローラなら隔離可能で、ラインの他部分を稼働し続けられます。

3. プロセスによっては、セントラルコントローラでは即座に応答できないほど高速な場合があります。分散コントローラを配置することでラグを低減し、稼働率向上につながります。

4. ユニットがオペレータの近くにあれば接続が容易です。トレンド分析、アラーム、バッチ処理、印刷などの機能が可能になります。

5. 一つの大規模システムでのトラブルシューティングは、小規模システムでの作業に比べて困難です。分散制御ソフトウェアは分析すべき情報が少ないため、保守が容易です。

6. 現場配置型分散コントローラはセントラルコントローラに完全には依存しません。セントラルコントローラが故障しても、プロセス全体が停止することはありません。ユーザーはプロセスを継続できます。

7. 分散システムの大きなメリットは、パーティショニング（区画分け）が容易なことです。ゾーンインターロックやライトガードによる安全性強化が可能です。

集中システムの擁護

多くの人が依然として集中システムを使用する理由があります。まず、長年にわたり工場全体の通信管理に効果的であることが実証されています。すでにうまく機能しているものを、無駄なダウンタイムを招いてまで変更する必要はありません。

新規設備では、分散化が不要な複雑さをもたらす可能性があります。浮遊粒子や温度が故障原因となり得る産業では、環境調整された集中PLCによるシンプルな構成がベターです。

最も重要なのは、システムにマスターが必要だということです。つまり、システムの他の部分へマスター通信を送る1台のPLCです。通常これらは強力なプロセッサで、フォロワーPLCへメッセージを分配します。このアプローチの優れている点は、制御を集中させつつ、システムの個々の部分の自律性の恩恵を受けられることです。

変革の要（かなめ）

最近まで、サイズ、通信、ソフトウェア規格がすべて選択に影響し、設備構築時に選択を強制していました。IIoTの可能性が現実のものとなりつつあります。まもなく、同じ製品を生産しながら、よりインテリジェントな製品で稼働率を向上させる新しいビジネスが登場するでしょう。

問題は、次のイノベーションの波とIIoTの成熟に、あなたが備えているかどうかです。